《数控机床编程与操作（数控铣床 加工中心分册）（第二版）》 课件 第四章　SIEMENS系统的编程与操作

§4-1

SIEMENS802D系统功能简介一、SIEMENS数控系统介绍1．SIEMENS8/3系列SIEMENS8/3系列产品其主要型号有SIEMENS8M/8ME/8ME-C、Sprint8M/8ME/8ME-C，主要用于数控钻床、数控铣床和加工中心等机床。其中SIEMENS8M/8ME/8ME-C用于大型镗铣床，Sprint系列具有工程图编程功能。2．SIEMENS810/820/850/880系列3．SIEMENS840D系列SIEMENS840D系列产品具有高度模块化和规范化的结构，它将数控系统和驱动控制装置集成在一块印制电路板上，将闭环控制的全部硬件和软件集成于1cm2的空间之中，便于操作、编程和监控。4．SIEMENS810D系列SIEMENS810D系列产品该系统配备了强大的软件功能，如提前预测、坐标变换、固定点停止、刀具管理、样条插补、温度补偿等功能。5．SIEMENS802系列该系统使用的型号为802D系列，其核心部件（面板控制单元）将数控系统、PLC、人机界面和通信等功能集成于一体；同时，该系统具有模块化的驱动装置，此外，该系统还集成了内置PLC系统，采用标准的PLC编程语言并随机提供标准的PLC子程序库和实例程序。6．SIEMENS828系列该系统集数控系统、PLC、操作界面和轴控制功能于一体，通过DriveCLiQ总线与全数字驱动实现高速、可靠的通信，是一款紧凑型数控系统，主要应用于数控车床、数控铣床，大量优质的数控功能和丰富、灵活的工件编程方法使它可以自如地应用于世界各地的各种加工场合。二、SIEMENS802D系统功能指令介绍SIEMENS802D系统是目前我国数控机床上应用较多的数控系统，主要用于数控铣床和加工中心，具有一定的代表性。该系统常用功能指令分为三类，即准备功能指令、辅助功能指令和其他功能指令。1．准备功能指令2．辅助功能指令辅助功能以代码M表示。SIEMENS系统的辅助功能指令与通用的M指令相类似，可参阅本书第一章。3．其他功能指令常用的其他功能指令有刀具功能指令、转速功能指令、进给功能指令等，具体功能指令的含义和用途参阅本书第一章。谢谢，再见！§4-2轮廓铣削一、SIEMENS系统轮廓加工过程中使用的特殊指令1．SIEMENS系统的特殊圆弧插补指令（1）起点、终点和张角如图4-1所示，已知圆弧的起点、终点和圆弧的张角，其圆弧加工指令如下：G00X30.0Y10.0；（圆弧起点）G03X10.0Y20.0AR=100.0；（终点和张角）其中“AR=

”表示圆弧张角，圆弧的半径由系统自动计算。（2）起点、圆心和张角如图4-2所示，已知圆弧的起点、圆心和圆弧的张角，其圆弧加工指令如下：G00X30.0Y10.0；（圆弧起点）G03I-13.5J-5.0AR=100.0；（圆心和张角）

其中“AR=

”表示圆弧张角，I和J分别表示圆心相对于起点的增量坐标，该值为矢量值。圆弧的半径由系统自动计算。（3）起点、终点和中间点（CIP）如图4-3所示，已知圆弧的起点、终点和中间点，其圆弧加工指令如下：G00X40.0Y10.0；（圆弧起点）CIPX10.0Y30.0I1=20.0J1=20.0；（终点和中间点）其中“I1=

”表示中间点的X值，“J1=

”表示中间点的Y值，其值均为绝对坐标值。圆弧的半径由系统自动计算。（4）切线过渡圆弧（CT）如图4-4所示，该指令可以生成一个圆弧，该圆弧与前面的轨迹（圆弧或直线）相切，且过已知的圆弧终点。圆弧的半径和圆心可以从前面的轨迹与编程的圆弧终点之间的几何关系中得出。其加工指令如下：G00X0Y20.0；（直线的起点）G01X10.0Y20.0；（直线的终点）CTX24.14Y10.0；（圆弧终点坐标）圆弧的半径由系统自动计算。2．螺旋线插补指令螺旋线插补的加工轨迹如图4-5所示，其加工指令如下：G02/G03X

Y

Z

CR=

；（非整圆加工的螺旋线插补指令）G02/G03X

Y

Z

I

J

K

TURN=

；（整圆加工的螺旋线插补指令）式中X

Y

Z

——螺旋线的终点坐标；CR=

——螺旋线的半径；I

J

K

——螺旋线起点到圆心的矢量值；TURN=

——整圆循环的个数。例4-1用φ16mm的高速钢立铣刀加工图4-6所示的工件，试编写其数控铣削加工程序。加工本例工件时，选择φ16mm的立铣刀采用螺旋线插补指令进行编程，其加工程序如下：AA401.MPF；（主程序）N10G90G94G71G40G17G54；N20G74Z0；N30M03S600；N40T1D1；N50G00X30.0Y0M08；N60Z10.0；N70G01Z0F100；N80G02X30.0Y0Z-5.0I-30.0；（分两次进行螺旋线插补）N90G02X30.0Y0Z-10.0I-30.0；N100G02X30.0Y0I-30.0；（加工整圆）N110G90G00Z50.0M09；N120M05；N130M02；二、轮廓加工过程中的切入与切出方式轮廓加工过程中的切入与切出方式参阅本书第二章第二节。三、子程序在轮廓加工过程中的运用1．子程序的命名规则在SIEMENS系统中，文件名可以由字母或字母+数字组成。文件扩展名有两种，即“.MPF”和“.SPF”。其中“.MPF”表示主程序，如“AA123.MPF”；“.SPF”表示子程序，如“L123.SPF”。文件名命名规则如下：（1）以字母、数字或下划线命名文件名，字符间不能有分隔符，且最多不能超过8个字符。另外，程序名开始的两个符号必须是字母，如“SHENG123”“AA12”等。该命名规则同时适用于主程序文件名的命名，如省略其后缀，则默认为“.MPF”。（2）以地址L加数字命名程序名，L后的数字可有7位，且L后的每个零都有具体含义，不能省略，如L123不同于L00123。该命名规则也同样适用于主程序文件名的命名，如省略其后缀，则默认为“.SPF”。2．子程序的格式与调用在SIEMENS系统中，子程序除程序后缀名和程序结束指令与主程序略有不同外，在内容和结构上与主程序并无本质区别。子程序的结束标记通常使用辅助功能指令M17表示。在SIEMENS数控系统（如802D、810D、840D）中，子程序的结束标记除可使用M17外，还可以使用M02、RET等指令表示。子程序的格式如下：L456；（子程序名）RET；（子程序结束并返回主程序）RET要求单独占用一程序段。另外，当使用RET指令结束子程序并返回主程序时，不会中断G64指令连续路径运行方式；而用M02指令时，则会中断G64指令运行方式，并进入停止状态。子程序的调用格式如下：L××××P×××；或××××P×××；其中，L为给定子程序名，P为指定循环次数。例如，程序段“N10L785P2；”表示调用子程序“L785”2次，而程序段“SS11P5；”表示调用子程序“SS11”5次。子程序的执行过程如下：3．子程序的嵌套当主程序调用子程序时，该子程序被认为是一级子程序。在SIEMENS802D系统中，子程序可有四级程序界面，即三级嵌套，如图4-7所示。4．调用子程序的注意事项调用子程序的注意事项参阅本书第二章第二节。5．子程序的应用例4-2加工图4-8所示工件六个相同的外轮廓，试采用子程序编程方式编写其数控铣削加工程序。编程分析：本例工件由多个相同的轮廓组成，对于这类工件，可采用子程序方式编写单个轮廓的加工程序，再采用子程序调用方式进行编程。其加工程序如下：AA402.MPF；（主程序）N10G90G94G71G40G17G54；N20G74Z0N30M03S800；N40T1D1；N50G00X-48.0Y-40.0M08；N60Z10.0；N70G01Z-5.0F100；N80L402P6；（调用子程序6次）N90G90G00Z50.0M09；N100M05；N110M02；L402.SPF；（子程序）N10G91G41G01X5.0；（在子程序中编写刀具半径补偿）

N20Y60.0；N30G02X6.0CR=3.0；N40G01Y-40.0；N50G02X-6.0CR=3.0；N60G40G01X-5.0Y-20.0；（取消刀具半径补偿）N70G01X16.0；（移到下一个轮廓起点）N80RET；例4-3加工图4-9所示的工件，试采用子程序编程方式编写其数控铣削加工程序。编程分析：加工本例工件时，由于加工深度较大，无法一次性完成切削工作，对于这类工件，可通过子程序调用方式实现分层切削的目的。AA403.MPF；（主程序）N10G90G94G71G40G17G54；N20G74Z0；N30M03S800；N40T1D1；N50G00X-50.0Y40.0M08；N60Z10.0；N70G01Z0F100；N80L403P3；（调用子程序3次）N90G90G00Z50.0M09；N100M05；N110M02；L403.SPF；（子程序）N10G91G01Z-6.0；（Z向增量切入深度为6mm）N20G90G41G01Y20.0；（在轮廓延长线上建立刀具半径补偿）N30X15.0；N40G02Y-20.0CR=20.0；N50G01X-15.0；N60G02Y20.0CR=20.0；N70G40G01X-50.0Y40.0；（取消刀具半径补偿）N80RET；子程序除了以上两种应用，还可实现程序的优化。在加工中心的程序中，往往包含许多独立的工序，为了优化加工程序，通常将每一个独立的工序编写成一个子程序，主程序只有换刀和调用子程序的指令，从而实现优化程序的目的。四、轮廓铣削编程实例例4-4加工图4-10所示的工件，毛坯尺寸为90mm×90mm×18mm，铝件，试编写其加工中心加工程序。1．选择刀具和切削用量选择φ16mm立铣刀加工外轮廓，选择φ8mm立铣刀加工内轮廓。加工内轮廓时，采用螺旋线方式进行Z向切入。切削用量推荐值如下：加工外轮廓时，主轴转速n=600～800r/min，进给速度vf=100～200mm/min，背吃刀量ap=6mm；加工内轮廓时，主轴转速n=800～1000r/min，进给速度vf=80～120mm/min，背吃刀量ap=5mm。

2．计算基点坐标本例工件选择MasterCAM软件或CAXA制造工程师软件进行基点坐标分析，得出的局部基点坐标如图4-11所示。3．编制加工程序参见课本例4-5加工图4-12所示的工件，毛坯尺寸为90mm×90mm×20mm，铝件，试编写其加工中心加工程序。1．计算基点坐标本例工件选择MasterCAM软件或CAXA制造工程师软件进行基点坐标分析，得出的局部基点坐标如图4-13所示2．编制加工程序参见课本谢谢，再见！§4-3SIEMENS802D系统的孔加工固定循环一、孔加工固定循环概述1．孔加工动作SIEMENS系统在孔加工固定循环编程时，由于程序中没有参数来指定孔的中心位置，因此，在固定循环开始前刀具要移到所要加工孔的中心位置；否则，刀具将在当前位置执行孔加工固定循环。2．固定循环的调用（1）非模态调用孔加工固定循环的非模态调用格式如下：CYCLE81～89（RTP，RFP，SDIS，DP，DPR，…）；例如，N10G00X30.0Y40.0；N20CYCLE81（RTP，RFP，SDIS，DP，DPR）；N30G00X0Y0；采用这种格式时，该循环指令为非模态指令，只有在指定的程序段内才能执行循环动作。（2）模态调用孔加工固定循环的模态调用格式如下：MCALLCYCLE81～89（RTP，RFP，SDIS，DP，DPR，…）；MCALL；（取消模态调用）例如，N10MCALLCYCLE81（RTP，RFP，SDIS，DP，DPR）；N20G00X30.0Y40.0；N30X0Y0；N40MCALL；采用这种格式后，只要不取消模态调用，则刀具每执行一次移动，将执行一次固定循环调用，如本例中的N30程序段表示刀具移到（0，0）位置后将再执行一次固定循环，直至取消。3．固定循环的平面（1）返回平面（RTP）返回平面是为安全下刀而规定的一个平面。返回平面可以设定在任意一个安全高度上，当使用一把刀具加工多个孔时，刀具在返回平面内任意移动时将不会与夹具、工件凸台等发生干涉。（2）加工开始平面（RFP+SDIS）加工开始平面类似于FANUC系统中的R参考平面，在该平面，刀具从快速进给转为切削进给。该平面距工件表面的距离主要考虑工件表面的尺寸变化，一般情况下取2～5mm，如图4-14所示。（3）参考平面（RFP）参考平面是指孔深在Z轴方向工件表面的起始测量位置平面，该平面一般设在工件的上表面。参考平面与加工开始平面之间应留有安全间隙。注意与FANUC固定循环指令中的R参考平面相区别。（4）孔底平面（DP或DPR）加工不通孔时，孔底平面就是孔底的Z轴高度；加工通孔时，除了要考虑孔底平面的位置，还要考虑刀具的超越量（见图4-14中Z点），以保证所有孔深都加工到尺寸。4．固定循环中参数的赋值（1）直接赋值在编写孔加工固定循环指令时，参数直接用数字编写，例如：CYCLE81（30.0，0，3.0，-30.0）；CYCLE81（30.0，0，3.0，，30.0）；注：固定循环中有些参数可以不写，如本例中没有写孔底平面的绝对值坐标。如果省略的参数并不位于最后，则虽然该值可省略，但该值处的“，”不能省略。（2）变量赋值在编写孔加工固定循环指令时，先对变量赋值，然后在程序中直接调用变量，例如：N10RTP=30.0RFP=0SDIS=3.0DP=-30.0DPR=30.0；N50CYCLE81（RTP，RFP，SDIS，DP，DPR）二、孔加工固定循环指令1．钻孔循环指令CYCLE81与锪孔循环指令CYCLE82（1）指令格式CYCLE81（RTP，RFP，SDIS，DP，DPR）；CYCLE82（RTP，RFP，SDIS，DP，DPR，DTB）；例如，CYCLE81（10.0，0，3.0，-30.0）；CYCLE82（10.0，0，3.0，，30.0，2.0）；式中RTP——返回平面，用绝对值进行编程；RFP——参考平面，用绝对值进行编程；SDIS——安全距离，无符号编程，其值为参考平面到加工开始平面的距离；DP——最终的孔加工深度，用绝对值进行编程；DPR——孔的相对深度，无符号编程，其值为最终孔加工深度与参考平面的距离DTB——孔底暂停的时间，单位为秒（s）（2）动作说明CYCLE81指令动作如图4-15所示，执行该循环，刀具从加工开始平面切削进给到孔底，然后从孔底快速退回至返回平面。CYCLE82指令动作类似于CYCLE81指令，只是在孔底增加了进给后的暂停动作，因此提高了孔底的精度。该指令常用于台阶孔的加工。（3）编程实例例4-6加工图4-16所示工件的孔，试用CYCLE81或CYCLE82指令进行编程。AA408.MPF；（程序初始化）N10G90G94G40G71G54F100；N20G74Z0；N30T1D1；N40G00X-25.0Y0；（G17平面快速定位）N50Z30M08；（Z向定位至返回平面，切削液开）N60M03S600；（主轴正转，转速为600r/min）N70CYCLE81（10.0，0，3.0，-22.887）；（用固定循环指令加工孔）

N80G00X0Y0；（在返回平面快速定位）N90CYCLE81（10.0，0，3.0，-22.887）；（加工第二个孔）N100G00X25.0Y0；N110CYCLE81（10.0，0，3.0，-22.887）；（加工第三个孔）N120G74Z0；N130M05M09；N140M30；本例工件如采用模态指令进行编程，则其局部加工程序如下：N70MCALLCYCLE81（10.0，0，3.0，-22.887）；（固定循环模态调用）N80G00X-25.0Y0；（加工第一个孔）N90X0Y0；（加工第二个孔）N100X25.0Y0；（加工第三个孔）N110MCALL；（取消模态调用）

2．深孔往复排屑加工循环指令CYCLE83（1）指令格式CYCLE83（RTP，RFP，SDIS，DP，DPR，FDEP，FDPR，DAM，DTB，DTS，FRF，VARI）；例如，CYCLE83（30，0，3，-30，，-5，5，2，1，1，1，0）；式中RTP、RFP、SDIS、DP、DPR、DTB——参数说明

参照CYCLE82指令；FDEP——起始钻孔深度，用绝对值表示；FDPR——相对于参考平面的起始钻孔深度，无符号DAM——相对于上次钻孔深度的Z向退回量，无符号DTS——起始点处用于排屑的停顿时间（VARI=1时

有效）FRF——钻孔深度上的进给速度系数VARI——排屑与断屑类型的选择（VARI=0为断

屑，VARI=1为排屑）（2）动作说明CYCLE83指令动作如图4-17所示，该循环指令通过Z轴方向的间歇进给实现断屑与排屑。刀具从加工开始平面Z向进给FDPR后暂停断屑，然后快速回退到加工开始平面；暂停排屑后再次快速进给到Z向距上次切削孔底平面DAM处，从该点处由快进变成工进，工进距离为FDPR+DAM。如此循环直到加工至孔深，刀具回退到返回平面完成孔的加工。此类孔加工方式多用于深孔加工。（3）编程实例例4-7试用CYCLE83指令编写图4-18所示工件的孔加工程序。AA409.MPF；N10G90G94G40G71G54F100；（程序初始化）N20G74Z0；N30T1D1；N40G00X0Y0；N50Z30M08；（Z向快速定位到初始平面，切削液开）N60M03S600N70MCALLCYCLE83（10.0，0，3.0，-35.0，，-5.0，5.0，2.0，1.0，1.0，1.0，0）；N80G00X-25.0Y-10.0；（加工第一个孔）N90X25.0；（加工第二个孔）N100Y10.0；（加工第三个孔）N110X-25.0；（加工第四个孔）N120MCALL；（取消模态调用）N130G74Z0；N140M05M09；N150M02；3．刚性攻螺纹指令CYCLE84与柔性攻螺纹指令CYCLE840（1）指令格式CYCLE84（RTP，RFP，SDIS，DP，DPR，DTB，SDAC，MPIT，PIT，POSS，SST，SST1）；CYCLE840（RTP，RFP，SDIS，DP，DPR，DTB，SDR，SDAC，ENC，MPIT，PIT）；例如，CYCLE84（30，0，2，-20，，0，3，10，，0，50，50）；CYCLE840（30，0，2，-20，，0，4，3，0，，2）；式中RTP、RFP、SDIS、DP、DPR、DTB——参数说明参照CYCLE82指令；SDAC——循环结束后的旋转方向，取值3、4、5MPIT——标准螺距，取值范围为3～48，分别表示M3～M48，

符号代表旋转方向，其中负值表示左旋螺纹；PIT——螺距由数值决定，符号代表旋转方向，其中负值表示

左旋螺纹；POSS——主轴的准停角度；SST——攻螺纹进给速度；SST1——退回速度；

SDR——返回时的主轴旋转方向，取值为0、3、4，SDR=0代

表主轴返回时的旋转方向自动颠倒，3、4代表M03、M0ENC——是否带编码器攻螺纹，ENC=0为带编码器，ENC=1为不带编码器。（2）动作说明CYCLE84和CYCLE840指令动作如图4-19所示。执行CYCLE84指令时，根据螺纹的旋向选择主轴的旋转方向；刀具以G00方式快速移到加工开始平面；执行攻螺纹指令到达孔底，攻螺纹进给速度由参数SST指定；主轴以攻螺纹的相反旋转方向退回加工开始平面，退回速度由参数SST1指定；再以G00方式退到返回平面，完成攻螺纹动作；主轴旋转方向回到SDAC状态。CYCLE840指令动作与CYCLE84指令基本类似，只是CYCLE840指令在刀具到达最后钻孔深度后回退时的主轴旋转方向由SDR决定。在CYCLE84和CYCLE840指令攻螺纹期间，进给倍率、进给保持均被忽略。（3）编程实例例4-8试用攻螺纹循环指令编写图4-20所示工件两个螺孔（攻螺纹前已加工出φ10.3mm的底孔）的加工程序。AA410.MPF；N10G90G94G40G71G54F100；（程序初始化）N20G74Z0；N30T1D1；N40G00X-30.0Y0；N50Z30M08；N60M03S200；（攻螺纹时用较低的转速）N70CYCLE840（10.0，0，2.0，-32.0，，0，4，0，，1.75）；N80G00X30.0Y0；N90CYCLE840（10.0，0，2.0，-15.0，，0，4，0，，1.75）；N100G74Z0；N110M05M09；N120M02；4．镗孔循环指令CYCLE85和CYCLE89（1）指令格式CYCLE85（RTP，RFP，SDIS，DP，DPR，DTB，FFR，RFF）；CYCLE89（RTP，RFP，SDIS，DP，DPR，DTB）；例如，CYCLE85（10，0，2，-30，，0，100，200）；CYCLE89（10，0，2，-30，，2）；式中RTP、RFP、SDIS、DP、DPR、DTB——参数说明参照CYCLE82指令；FFR——刀具切削进给速度；RFF——刀具从最后加工深度退回加工开始平面时的进给速度。（2）动作说明CYCLE85和CYCLE89指令动作如图4-21所示。当执行CYCLE85指令时，刀具以切削进给方式加工到孔底，然后以切削进给方式返回加工开始平面，再以快速进给方式回到返回平面。

CYCLE89指令动作与CYCLE85指令动作类似，不同的是CYCLE89指令动作在孔底增加了暂停，因此该指令常用于台阶孔的加工（3）编程实例例4-9精加工图4-22所示工件中两个φ8H7的孔（加工前底孔已加工至φ7.8mm），试编写该工件的数控加工程序。加工程序如下AA411.MPF；N10G90G94G40G71G54F100；（程序初始化）N20G74Z0；N30T1D1；N40G00X-19.0Y0；N50Z30M08；N60M03S200；（镗孔时用较低的转速）N70CYCLE85（30.0，0，5.0，-15.0，，0，100，200）；N80G00X19.0Y0；N90CYCLE85（30.0，0，5.0，-15.0，，0，100，200）；N100G74Z0；N110M05M09；N120M02；例如，CYCLE87（10，0，3，-20，，3）；CYCLE88（10，0，3，-20，，2，3）；式中RTP、RFP、SDIS、DP、DPR、DTB——参数说明参照CYCLE82指令；SDIR——刀具切削进给时的主轴旋转方向，取值3、4分别代表M03、M04。（2）动作说明CYCLE87和CYCLE88指令动作如图4-23所示。执行CYCLE87指令时，刀具以切削进给方式加工到孔底，此时，主轴的旋转方向由参数SDIR决定。刀具在孔底位置主轴停转，程序暂停运行；按下机床面板上的“循环启动”按键，主轴快速退回返回平面。CYCLE88指令的加工动作与CYCLE87指令基本相同，不同的是CYCLE88指令在孔底增加了暂停。（3）编程实例例4-10试用CYCLE87和CYCLE88指令编写图示工件两个φ30mm孔（镗孔前已将底孔粗加工至φ29.5mm）的加工程序。加工程序如下6．精镗孔循环指令CYCLE86（1）指令格式CYCLE86（RTP，RFP，SDIS，DP，DPR，DTB，SDIR，RPA，RPO，RPAP，POSS）；例如，CYCLE86（30，0，2，-30，，0，3，3，0，2，0）；式中RTP、RFP、SDIS、DP、DPR、DTB——参数说明

参照CYCLE82指令SDIR——主轴旋转方向，取值3、4分别代表M03、M04RPA——平面中第一轴（如G17平面中的X轴）方向的让

刀量，该值用带符号的增量值表示RPO——平面中第二轴（如G17平面中的Y轴）方向的让

刀量，该值用带符号的增量值表示RPAP——镗孔轴上的返回路径，该值用带符号的增量

值表示POSS——固定循环中用于规定主轴的准停位置，其单

位为度（°）（2）动作说明CYCLE86指令动作如图4-25所示。执行CYCLE86指令时，刀具以切削进给方式加工到孔底；实现主轴准停；刀具在加工平面第一轴方向移动RPA，在第二轴方向移动RPO，镗孔轴方向移动RPAP，使刀具脱离工件表面，保证刀具退出时不擦伤工件表面；主轴快速退回加工开始平面；然后主轴快退至返回平面的循环起点位置；主轴恢复SDIR旋转方向。该指令主要用于精镗孔。（3）编程实例例4-10试用CYCLE87和CYCLE88指令编写图4-24所示工件两个φ30mm孔（镗孔前已将底孔粗加工至φ29.5mm）的加工程序。三、孔加工样式循环指令1．排孔加工样式循环指令HOLES1排孔加工样式循环指令（HOLES1）与孔加工固定循环指令（如CYCLE83等）联用，可用来加工沿直线均布的一排孔，通过简单变量计算及循环调用可加工呈矩形均布的网格孔。（1）指令格式HOLES1（SPCA，SPCO，STA1，FDIS，DBH，NUM）；例如，MCALLCYCLE81（20.0，0，2.0，-25.0）；HOLES1（0，10.0，30.0，20.0，15.0，3）；该循环指令中的参数说明如图4-26所示。式中SPCA——排孔参考点的横坐标SPCO——排孔参考点的纵坐标STA1——排孔的中心线与横坐标轴的夹角FDIS——第一个孔到参考点的距离DBH——孔间距NUM——孔数。（2）指令说明用排孔指令加工沿一条直线均布的孔时，第一步必须先用MCALL指令调用任一种孔加工固定循环指令（如CYCLE81等）；第二步再用排孔指令描述孔的分布情况，并根据第一步的孔加工类型加工孔；最后用MCALL指令取消对孔加工固定循环指令的调用。具体程序可参照以下格式编写：（3）编程实例例4-12用HOLES1指令加工如图工件的网格孔，网格孔共计7行9列，行距和列距均为10mm。编程说明：用排孔指令加工本例呈矩形均布的网格孔时，第一步必须先用MCALL指令调用孔加工固定循环指令（CYCLE81）；第二步再用排孔指令描述孔的分布情况，并根据第一步的孔加工类型加工孔；第三步计算下一行孔的坐标值；第四步计算已加工完的孔的行数；第五步有条件循环执行第二步到第四步；第六步用MCALL指令取消对孔加工固定循环指令的调用。具体程序如下：AA414.MPF；N10G90G94G40G71G54F100；（程序初始化）N20G74Z0；N30T1D1；N40G00X0Y0；N50Z30M08；N60M03S800；N70R1=10.0；（定义SPCO变量）N80MCALLCYCLE81（20.0，0，2.0，-25.0）；（模态调用钻孔循环指令）N90MA1：HOLES1（0，R1，0，10.0，10.0，9）；（排孔加工样式循环）N100R1=R1+10.0；N110IFR1<=70GOTOMA1；N120MCALL；N130G74Z0；N140M05M09；N150M02；2．圆周孔加工样式循环指令HOLES2（1）指令格式HOLES2（CPA，CPO，RAD，STA1，INDA，NUM）；例如，MCALLCYCLE81（20.0，0，2.0，-25.0）；HOLES2（0，0，30.0，20.0，60.0，3）；该循环指令中的参数说明如图4-28所示。式中CPA——圆周中心点的横坐标；

CPO——圆周中心点的纵坐标；

RAD——圆周的半径；

STA1——起始角度；

INDA——增量角；

NUM——孔数。（2）指令说明圆周孔加工样式循环指令（HOLES2）与孔加工固定循环指令（如CYCLE83等）联用，可用来加工沿圆周均布的一圈孔。（3）编程实例例4-13用HOLES2指令加工图示工件的圆周均布孔，试编写其数控加工程序。AA415.MPF；N10G90G94G40G71G54F100；（程序初始化）N20G74Z0；N30T1D1；N40G00X0Y0；N50Z30M08；N60M03S800；N70MCALLCYCLE81（20.0，0，2.0，-20.0）；（模态调用钻孔循环指令）N80HOLES2（0，0，35.0，0，30.0，12）；（圆周孔加工样式循环）N90HOLES2（0，0，24.0，0，30.0，12）；N100MCALL；N110G74Z0；N120M05M09；N130M02；四、孔加工综合实例例4-14在加工中心上加工图4-30所示的工件，其外轮廓已加工完成，试编写该工件的孔加工程序。加工程序见课本谢谢，再见！§4-4SIEMENS802D系统的铣削加工固定循环一、轮廓和螺纹的铣削1．端面铣削固定循环指令CYCLE71（1）指令格式CYCLE71（RTP，RFP，SDIS，DP，PA，PO，LENG，WID，STA，MID，MIDA，FDP，FALD，FFP1，VARI，FDP1）；式中RTP、RFP、SDIS、DP——与钻孔循环指令中的相应参数含义类似，PA、PO——矩形平面X轴和Y轴的起点坐标。LENG——X轴上的矩形长度，增量值，有符号。WID——Y轴上的矩形宽度，增量值，有符号。STA——矩形纵向轴与X轴的夹角，取值为0°～180°。MID——每次进给的切入深度。MIDA——在进行连续平面加工时的最大进给宽度。FDP——定义平面返回行程的大小，此数值应大于零。FALD——深度方向的精加工余量。FFP1——平面加工进给速度。VARI——定义加工类型，由两位数字构成，前一位数字可为1、2、3、4（1表示平行于X轴且朝同一方向加工，2表示平行于Y轴且朝同一方向加工，3表示平行于X轴加工，且方向可交替，4表示平行于Y轴加工，且方向可交替）；后一位数字可为1或2（1表示完成平面铣削粗加工，2表示完成平面铣削精加工）。FDP1——在平面进给方向上的超越量。端面铣削方向如图4-32所示。如果LENG、WID都为负值，则其加工对象在坐标系的第三象限，且加工方向与进给方向都朝两轴的负方向进行。（2）动作说明用CYCLE71指令可以铣削任何矩形平面，该循环可以完成平面的粗加工和精加工，该循环指令的基本动作如下：1）刀具在XY面以G00方式到达循环中的起始点位置，然后刀具沿Z向运动到距离Z0平面为安全间隙的参考平面。2）刀具按指定的进给速度以G01方式进给至加工深度，按VARI指定的方式进行平面铣削，一层铣削完毕，刀具退回起始点位置，进行第二层铣削，直至加工完毕。3）刀具以G00方式退回返回平面。

程序如下：

AA417.MPF；N10G90G94G40G71G54F100；N20G74Z0；N30T1D1；N40G00X-20.0Y-20.0；N50Z30.0M08；N60M03S800；N70CYCLE71（30.0，0，2.0，-3.0，0，0，80.0，60.0，0，3.0，8.0，2.5，0.2，100，41，4.0）；N80G74Z0；N90M05M09；N100M02；（3）编程实例例4-15加工图4-33所示工件的上表面（加工余量为3mm），试采用CYCLE71指令编写其加工程序。2．轮廓铣削固定循环指令CYCLE72（1）指令格式CYCLE72（KNAME，RTP，RFP，SDIS，DP，MID，FAL，FALD，FFP1，FFD，VARI，RL，AS1，LP1，FF3，AS2，LP2）；式中RTP、RFP、SDIS、DP——与钻孔循环指令中的相应参数含义类似。KNAME——轮廓定义，MID——最大进给深度。FAL——边缘轮廓的精加工余量。FALD——深度方向的精加工余量。FFP1——平面切削进给速度。FFD——深度进给速度。VARI——用于定义加工类型，RL——选择刀具补偿方向，AS1——用于定义接近路径，LP1——接近路径的长度，FF3——返回进给速度和平面中间位置的进给速度。AS2——定义返回路径，LP2——返回路径的长度，关于参数AS1、LP1、FF3、AS2、LP2、FFP1的具体说明如图4-34所示。（2）指令说明使用CYCLE72指令可以铣削定义在子程序中的任何轮廓。1）刀具在XY面以G00方式到达Q点，然后以FF3设定的速度运动到A点，然后以FF3设定的速度沿Z向运动到距离Z0平面为安全间隙的参考平面。2）刀具按FFD指定的进给速度进给至加工深度，按VARI指定的方式进行平面铣削，待刀具运动到Z点，刀具从当前位置以FF3设定的速度回退到RTP设定平面，此时第一层铣削完毕；然后刀具以FF3设定的速度沿Z向运动到第二层铣削深度，进行第二层铣削，直至第二层铣削完毕；最后进行第三层铣削，完成工件的加工。3）刀具在当前位置以G00方式退回初始定位的Z向高度（程序中的Z50.0位置）。（3）编程实例例4-16用CYCLE72指令精加工图4-35所示工件的三角形外轮廓，试编写其数控铣削加工程序。AA418.MPF；N10G90G94G40G71G54F100；N20T1D1；N30G00X-20.0Y-20.0Z50.0；N40M03S500M08；N50CYCLE72（L418，10.0，0，2.0，-8.0，4.0，0.2，0.1，100，50，111，41，1，30.0，200，1，40.0）；N60G00Z50.0；N70M05；N80M30；L418.SPF；N10G01X0Y0；N20X25.0Y43.3；N30X50.0Y0；N40X0Y0；N50RET；（4）使用CYCLE72指令的注意事项1）在最初位置编程前，不能在子程序中编写坐标偏移指令。2）轮廓子程序中的第一段程序应包含G90和G00（或G90和G01）指令并定义轮廓起始点。3）轮廓程序中不能包含G40、G41、G42指令。3．螺纹铣削固定循环指令CYCLE90（1）指令格式CYCLE90（RTP，RFP，SDIS，DP，DPR，DIATH，KDIAM，PIT，FFR，CDIR，TYPTH，CPA，CPO）；式中RTP、RFP、SDIS、DP、DPR——与钻孔循环指令中的相应参数含义类似，其余参数含义如图4-36所示；DIATH——螺纹大径；KDIAM——螺纹小径；PIT——螺纹导程；FFR——螺旋线切削进给速度；CDIR——

定义铣削方向，由一位数字决定，2表示采用顺时针方向G02方式铣削，3表示采用逆时针方向G03方式铣削；TYPTH——定义螺纹类型，0表示内螺纹，1表示外螺纹；CPA、CPO——螺纹中心的横坐标和纵坐标（2）指令说明现以加工内螺纹时的机床动作为例说明CYCLE90循环指令的基本动作。1）刀具在XY面以G00方式到达螺孔中心点，用G00指令进给至返回平面，至接近安全间隙的参考平面。2）刀具按FFR指定的进给速度以G01方式进给到引入螺旋圆弧起点。3）按照CDIR指定的方向，移至图所示切削螺旋线的起点处。4）按照CDIR指定的方向，沿螺旋路径铣削螺纹，螺纹铣刀绕螺纹轴线做X向、Y向插补运动，同时做平行于轴线的+Z向运动，即每绕螺纹轴线运行360°，沿+Z向上升一个螺距，三轴联动运行轨迹为一螺旋线，如图所示。5）待螺纹铣削至深度后（螺纹具体深度为接近DP的数值），按照相同的旋转方向和FFR指定的进给速度沿螺旋圆弧路径切出。6）使用G00指令在当前平面退回螺纹中心点，然后退回返回平面。注意在加工外螺纹时，机床先定位在当前平面中的引入螺旋圆弧起点，然后至接近安全间隙的参考平面，按照CDIR指定方向的反向，移至图4-37所示切削螺旋线的起点处，然后按CDIR指定的方向铣削螺纹至深度，最后按照CDIR指定方向的反向沿切出圆弧路径返回，再退回返回平面。（3）编程实例例4-17用CYCLE90指令加工图4-38所示工件M30×2的内螺纹，毛坯尺寸为60mm×60mm×20mm，加工螺纹前先加工出φ28mm的孔，工件坐标系原点位于上表面孔中心，试编写其数控铣削加工程序。AA419.MPF；N10G90G94G40G71G54F100；N20T1D1；N30G00X0Y0Z50.0；N40M03S500M08；N50CYCLE90（10.0，0，2.0，-20.0，，30.0，28.0，2.0，50，2，0，0，0）；N60G00Z50.0；N70M05；N80M30；（4）注意事项1）加工自下而上的螺纹时，只需将RTP数值与DP数值互换即可（注意，深度必须定义成绝对值，在调用循环指令前应将刀具移到返回平面位置或者返回平面下方的位置）。2）螺纹超出长度计算。在铣削螺纹时，刀具的钻进、钻出动作在三个轴上完成，这会在钻出时导致沿垂直轴方向的附加行程，因此超出了编程的螺纹深度。系统自动按以下公式计算超出的行程：式中ΔZ——超出行程；

P——螺纹导程；

WR——刀具半径；

RDIFF——返回圆的半径差（内螺纹：RDIFF=DIATH/2-WR；

外螺纹：RDIFF=DIATH/2+WR）；

DIATH——螺纹大径。（1）指令格式SLOT1（RTP，RFP，SDIS，DP，DPR，NUM，LENG，WID，CPA，CPO，RAD，STA1，INDA，FFD，FFP1，MID，CDIR，FAL，VARI，MIDF，FFP2，SSF）；例如，SLOT1（10.0，0，5.0，-18.0，，4，20.0，12.0，50.0，45.0，20.0，30.0，60.0，80，150，3.0，2，0.5，0，2.5，50，1000）；二、槽的铣削1．圆弧阵列槽铣削固定循环指令SLOT1式中RTP、RFP、SDIS、DP、DPR——与钻孔循环指令中的相应参数含义类似，

NUM——槽的数量；

LENG、WID——槽的长度和宽度，无符号值；CPA、CPO——圆弧中心的横坐标和纵坐标，绝对值方式输入；

RAD、STA1、INDA——圆弧半径、槽的起始角和增量角；

FFD、FFP1——深度方向进给速度与端面方向进给速度；

MID——每次进给的深度；

CDIR——加工槽的铣削方向，2表示G02方式，3表示G03；

FAL——槽侧的精加工余量；

VARI——加工类型，0表示完整加工，1表示粗加工，2表示精加工；MIDF——精加工的最大背吃刀量；

FFP2——精加工的进给速度；

SSF——精加工的主轴转速。2）指令说明SLOT1是一个综合了粗加工与精加工的固定循环指令，使用此循环可以加工分布在圆周上的阵列槽。执行该循环时，工件坐标系根据参数STA1和INDA进行坐标系的旋转，在深度方向进行分层切削，在工件轮廓方向进行环形切削。加工完一个槽后，刀具移位加工另一个槽。在加工过程中对刀具直径的要求：槽宽/2<铣刀直径<槽宽。（3）编程实例例4-18加工图4-40所示工件的四个环形均布槽（以工件上表面对称中心作为工件坐标系原点），环形槽的各参数如下：RAD=20.0，LENG=24.0，WID=16.0，STA1=30.0，INDA=60.0，DPR=8.0。试编写其数控铣削加工程序。AA420.MPF；N50G00X0Y0Z30.0；N60SLOT1（10.0，0，5.0，-8.0，，4，24.0，16.0，0，0，20.0，30.0，60.0，80，150，4.0，3，0.5，0，10.0，50，1000）；2．环形槽铣削固定循环指令SLOT2（1）指令格式SLOT2（RTP，RFP，SDIS，DP，DPR，NUM，AFSL，WID，CPA，CPO，RAD，STA1，INDA，FFD，FFP1，MID，CDIR，FAL，VARI，MIDF，FFP2，SSF）；例如，SLOT2（10，0，5，-18，，3，60，12，50，45，30，15，120，80，150，3，2，0.5，0，2.5，50，1000）；SLOT2循环指令中的参数说明如图4-41所示。式中AFSL——槽的扇形角度；其余参数与SLOT1指令的参数类似（2）指令功能SLOT2指令主要用于加工圆周均布的环形槽。该循环指令的执行过程与SLOT1循环指令的执行过程基本一致。在加工过程中对刀具直径的要求：槽宽/2<铣刀直径<槽宽。（3）编程实例例4-19加工图4-42所示工件的三个环形均布槽（以工件上表面对称中心作为工件坐标系原点），环形槽的各参数如下：AFSL=60.0，WID=12.0，RAD=30.0，STA1=15.0，INDA=120.0，DPR=8.0。试编写其数控铣削加工程序。AA421.MPF；N50G00X0Y0Z30.0；N60SLOT2（10.0，0，5.0，-8.0，，3，60.0，12.0，0，0，30.0，15.0，120.0，50，100，4.0，3，0.5，0，10.0，50，1000）；式中CRAD——矩形四周圆角半径；

STA1——矩形横向轴与工件坐标系横坐标轴的夹角；其他参数的含义与SLOT1指令中的相应参数含义类似。三、标准型腔的铣削1．矩形型腔铣削固定循环指令POCKET1（1）指令格式POCKET1（RTP，RFP，SDIS，DP，DPR，LENG，WID，CRAD，CPA，CPO，STA1，FFD，FFP1，MID，CDIR，FAL，VARI，MIDF，FFP2，SSF）；例如，POCKET1（10，0，5，-15，，50，30，6，50，40，30，80，150，3，2，0.5，0，2.5，50，1000）；矩形型腔铣削固定循环指令POCKET1的参数说明如图4-43所示。（2）指令说明POCKET1指令主要用于粗、精铣削矩形型腔，该循环指令的执行过程与SLOT循环指令的执行过程基本一致。（3）编程实例例4-20加工图4-44所示工件的矩形型腔（以工件上表面对称中心作为工件坐标系原点），该型腔的各参数如下：LENG=50.0，WID=30.0，CRAD=8.0，STA1=30.0，DPR=10.0。试编写其数控铣削加工程序。AA422.MPF；N50G00X0Y0Z30.0；N60POCKET1（10.0，0，5.0，-10.0，，50.0，30.0，8.0，0，0，30.0，80，150，5.0，3，0.5，0，12.0，50，1000）；2．圆形型腔铣削固定循环指令POCKET2（1）指令格式POCKET2（RTP，RFP，SDIS，DP，DPR，PRAD，CPA，CPO，FFD，FFP1，MID，CDIR，FAL，VARI，MIDF，FFP2，SSF）；例如，POCKET2（10，0，5，-15，，20，50，40，80，150，3，2，0.5，0，2.5，50，1000）；圆形型腔铣削固定循环指令POCKET2的参数说明如图4-45所示。式中PRAD——圆形型腔半径；其他参数的含义与POCKET1指令中的相应参数含义类似。（2）指令说明POCKET2指令主要用于粗、精铣削圆形型腔，该循环的执行过程与SLOT循环指令的执行过程基本一致。（3）编程实例例4-21加工图4-46所示工件的圆形型腔（以工件上表面对称中心作为工件坐标系原点），该型腔的各参数如下：PRAD=30.0，DP=-10.0。试编写其数控铣削加工程序。AA423.MPF；N50G00X0Y0Z30.0；N60POCKET2（10.0，0，5.0，-10.0，，30.0，0，0，50，120，5.0，3，0.5，0，12.0，50，1000）；例4-22如图所示，工件外轮廓已加工完成，试编写工件中各环形槽和圆形型腔的数控铣削加工程序。AA424.MPF；N10G00G17G90G94G71G54F100；N20G74Z0；N30T1D1；N40G00X0Y0Z30.0；N50M03S600M08；N60SLOT1（10.0，0，2.0，-13.0，，4，27.0，12.0，0，0，28.5，0，90.0，50，100，5.0，3，0.5，0，10.0，50，1000）；N70SLOT2（10.0，0，2.0，-13.0，，4，30.0，12.0，0，0，42.0，30.0，90.0，50，100，5.0，3，0.5，0，10.0，50，1000）；N80POCKET2（10.0，0，2.0，-13.0，，22.0，0，0，50，100，5.0，3，0.5，0，12.0，50，1000）；N90G00X0Y0Z100.0M09；N100M30；例4-23加工图4-48所示的工件，毛坯尺寸为100mm×80mm×22mm，试编写其数控铣削加工程序。加工本例工件时，其切削加工步骤如下：（1）采用CYCLE71指令铣削工件上表面。（2）采用CYCLE81指令钻孔（共钻出7个孔）。（3）采用CYCLE72指令铣削外轮廓。（4）采用POCKET1指令铣削矩形型腔。（5）采用POCKET2指令铣削圆形型腔（螺纹底孔）。（6）采用CYCLE90指令铣削内螺纹。（7）采用CYCLE85指令铰孔。加工程序如下：AA425.MPF；N10G90G94G80G71G17G54F100；N20G74Z0；N30L6T1D1；（换立铣刀，L6为SIEMENS系统的换刀指令）N40G00X-60.0Y-50.0；N50Z30.0；N60M03S600M08；N70CYCLE71（20.0，2.0，4.0，-50.0，-40.0，0，100.0，80.0，0，3.0，8.0，2.5，0.2，100，41，4.0）；（铣削上表面）N80G74Z0；N90L6T2D1；（换钻头）N100G00X0Y0；N110Z30.0；N120M03S600M08；N130MCALLCYCLE81（20.0，0，5.0，-23.0）；（钻7个孔）N140G00X-31.5Y-25.0；N150Y0；N160Y25.0；N170X31.5；N180Y0；N190Y-25.0；N200X0Y0；N210MCALL；N220G74Z0；N230L6T1D1；（再次换立铣刀）N240G00X-60.0Y-50.0；N250Z30.0；N260M03S600M08；N270CYCLE72（L425，10.0，0，2.0，-5.0，6.0，0.2，0.1，100，50，111，41，1，30.0，200，1，40.0）；（铣削外轮廓）N280G00X0Y0；N290POCKET1（10.0，0，5.0，-10.0，，50.0，40.0，8.0，0，0，60.0，80，150，5.0，3，0.5，0，10.0，50，1000）；（粗、精加工方形型腔）N300POCKET2（10.0，-10.0，2.0，-22.0，，14.0，0，0，50，100，5.0，3，0.2，0，12.0，50，1000）；（粗、精加工圆形型腔）N310G74Z0；N320L6T3D1；（换螺纹铣刀铣削螺纹）N330G00Z30.0；N340M03S600M08；N350CYCLE90（10.0，-10.0，2.0，-22.0，，30.0，28.0，2.0，50，2，0，0，0）；N360G74Z0；N370L6T4D1；（换铰刀铰孔）N380G00Z30.0；N390M03S200M08；N400MCALLCYCLE85（20.0，0，5.0，-24.0，，50，100）；N410G00X-31.5Y-25.0；N420Y0；N430Y25.0；N440X31.5；N450Y0；N460Y-25.0；N470MCALL；N480G74Z0M09；N490M02；L425.SPF；N10G01X-27.24Y-36.75；N20G02X-42.3Y-18.7CR=12.5；N30G03X-43.05Y-9.57CR=8.0；N40G02Y9.57CR=15.0；N50G03X-42.3Y18.7CR=8.0；N60G02X-27.24Y36.75CR=12.5；N70G03X27.24CR=80.0；N80G02X42.3Y18.7CR=12.5；N90G03X43.05Y9.57CR=8.0；N100G02Y-9.57CR=15.0；N110G03X42.3Y-18.7CR=8.0；N120G02X27.24Y-36.75CR=12.5；N130G03X-27.24CR=80.0；N140RET；谢谢，再见！§4-5SIEMENS系统的坐标变换编程一、极坐标编程极坐标角度是指在指定平面内，指定点和极点的连线与指定平面第一轴（如G17平面的X轴）的夹角，在程序中用AP表示。极坐标角度的0°方向为第一坐标轴的正方向，逆时针方向为角度的正方向。如图4-49所示，A点与B点的坐标相对于极点O，用极坐标方式可描述如下：A点：RP=30.0，AP=0（极坐标半径为30mm，极坐标角度为0°）；B点：RP=30.0，AP=60.0（极坐标半径为30mm，极坐标角度为60°）。1．极坐标当使用极坐标指令后，坐标值以极坐标方式指定，即以极坐标半径和极坐标角度确定点的位置。测量半径与角度的起始点称为极点。极坐标半径是指在指定平面内，指定点到极点的距离，在程序中用RP表示。极坐标半径一律用正值表示。2．极坐标系原点极坐标系原点指定方式有G110、G111和G112三种，其指令格式如下：G110（G111）X

Y

Z

；G112AP=

RP=

；式中G110——极坐标参数，相对于刀具最近到达的点（即刀具当前位置点）定义极坐标；G111——极坐标参数，相对于工件坐标系原点定义极坐标；G112——极坐标参数，相对于上一个有效的极点定义极坐标AP=

——极坐标角度，数值范围为±（0°～360°），其值可以用绝对值表示，也可以用增量值表示，分别用符号AC与IC表示；RP=

——极坐标半径，其单位为毫米（